2023届高考物理二轮复习导学案：8.3 光学与热学实验

别 让 行 动 配 不 上 梦 想 回忆很美，尽管过程艰辛：也许结果总有遗憾，但我们无愧于心。 D18 使用时间：2023年3月 22—23 二轮复习 物理学案 第D18期 姓名： 学号： 班级： 制作人： 校对人： 8.3　光学与热学实验 【知识网络建构】 考点一 光学实验 命题角度1　测量玻璃的折射率 (1)实验目的:测定玻璃的折射率,掌握光发生折射的入射角和折射角的确定方法。 (2)实验原理:用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O'B,确定出O'点,画出折射光线OO',然后测量出角θ1和θ2,根据n= 计算玻璃的折射率。 深化拓展　测量玻璃的折射率实验中数据处理的方法 (1)计算法:由n=,算出不同入射角时的n值,并取平均值。 (2)图像法:作sin θ1-sin θ2图像,由n=可知其斜率为折射率。 (3)单位圆法（测量线段代替测量角度）:以入射点O为圆心,作半径为R的圆, 如图所示,则sin θ1=,sin θ2=,lOE=lOE'=R,所以用刻度尺量出lEH、lE'H'的长度 就可以求出n=。 特别提醒(1)大头针竖直插在纸上,且间距稍大一些;(2)入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°);(3)手不能触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当作尺子画界线;(4)实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变;(5)玻璃砖应选用宽度较大的,最好在5 cm以上,若宽度太小,则测量误差较大。 命题角度2　用双缝干涉测量光的波长 (1)实验目的:观察双缝干涉图样;测定单色光的波长。 (2)实验原理:相邻两条明条纹间距Δx与入射光波长λ,双缝S1、S2的间距d及双缝与屏的距离l满足关系式Δx= λ。 深化拓展　用双缝干涉测量光的波长实验中数据处理的方法 (1)调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的读数a1; (2)转动手轮,当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时,记下手轮上的读数a2; (3)相邻两条纹间的距离Δx=。 特别提醒(1)不要直接测单个条纹间距Δx,要测几个条纹的间距,计算得出Δx,这样可以减小误差;(2)白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外边。 典例剖析例1(命题角度1)(2022福建三明模拟)某实验小组在做测定玻璃折射率的实验。 甲 乙 (1)如图甲所示,某同学用“插针法”测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3。图中MN为分界面,虚线半圆与实线半圆关于MN对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆周的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 在图甲中,设AB的长度为a,AO的长度为b,CD的长度为m,DO的长度为n,则玻璃砖的折射率可表示为________。实验中该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心逆时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);  (2)小涛同学突发奇想,用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验,两者的AC面是平行放置的,如图乙所示。大头针P1、P2的连线垂直于AB面,若操作正确的话,则在图乙中右边表示出射光线的大头针应该是________(选填“P3、P4”“P3、P6”“P5、P4”或“P5、P6”)。  对点训练1.(命题角度1)如图所示,某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率。在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3恰可挡住P1、P2所成的像,P4恰可挡住P1、P2所成的像以及P3。 (1)以下说法正确的是__________。  A.P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高准确度 B.P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,可以提高准确度 C.入射角i适当大些,可以提高准确度 D.P1、P2的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关 (2)该玻璃砖的折射率n=__________。另一同学将大头针插在P1'和P2'位置时,沿着P3、P4的方向看不到大头针的像,其原因可能是__________________________________。 2.(命题角度2)(2022浙江宁波模拟)利用如图甲所示的装置测定光的波长,双缝间距d=0.4 mm,双缝到光屏间的距离l=0.5 m,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以